Naturaleza de la Ciencia_Apunte

Guía de Biología 1
La “naturaleza de la ciencia” es un tema dominante en los cursos de Biología, Química y Física. La sección
“Naturaleza de la ciencia” se incluye en las guías de Biología, Química y Física para ayudar a los profesores a
comprender el significado de la naturaleza de la ciencia. Esta sección proporciona una explicación completa
sobre la naturaleza de la ciencia en el siglo XXI. No será posible cubrir en este documento detalladamente todos
los aspectos relacionados con su enseñanza y evaluación en los tres cursos de ciencias.
La sección “Naturaleza de la ciencia” está estructurada en párrafos (1.1, 1.2, etc.) para vincular los puntos
significativos del programa (páginas horizontales) que se refieren a la naturaleza de la ciencia. Los apartados
que se refieren a la naturaleza de la ciencia que figurarán en las secciones de la guía específicas de la asignatura
son ejemplos de comprensiones concretas. Dichos enunciados, que preceden a cada subtema, resumen cómo
ejemplificar uno o más temas de la naturaleza de la ciencia por medio de la comprensión y las aplicaciones y
habilidades de ese subtema. Estas secciones no constituyen una repetición de los enunciados de la naturaleza
de la ciencia que se dan a continuación, sino una elaboración de estos enunciados en un contexto específico.
Véase la sección “Formato del programa de estudios”.
Tecnología
Aunque esta sección trata acerca de la naturaleza de la ciencia, la interpretación del término “tecnología” es
importante, y hay que aclarar tanto el papel de la tecnología que se ha creado gracias a las ciencias como la
contribución de la tecnología a las ciencias. En el mundo contemporáneo, los términos “ciencia” y
“tecnología” se utilizan a menudo como sinónimos, pero esto no siempre ha sido así. La tecnología surgió
antes que la ciencia, y el uso de materiales para producir objetos útiles y decorativos es muy anterior a la
comprensión de por qué los materiales tenían distintas propiedades que permitían emplearlos para distintas
finalidades. En la actualidad sucede lo contrario: comprender la ciencia subyacente es la base de los
desarrollos tecnológicos. Estos desarrollos tecnológicos, a su vez, sirven para impulsar desarrollos científicos.
A pesar de su interdependencia, la ciencia y la tecnología se basan en principios distintos: la ciencia en las
pruebas, la racionalidad y la búsqueda de una comprensión más profunda; la tecnología, por su parte, en lo
práctico, lo adecuado y lo útil, con un creciente énfasis en la sustentabilidad.
1. Las ciencias y la actividad científica
1.1. Las ciencias parten de la premisa de que el universo tiene una realidad externa e independiente que está
al alcance de los sentidos y del razonamiento humanos.
1. 2. Las ciencias puras procuran alcanzar una comprensión común de este universo externo, mientras que las
ciencias aplicadas y las ingenierías desarrollan tecnologías que dan como resultado nuevos procesos y
productos. Sin embargo, los límites entre estos campos son difusos.
1. 3. Los científicos utilizan una amplia variedad de metodologías que, en conjunto, constituyen el proceso de
la ciencia. No existe un único “método científico”. Los científicos han utilizado y utilizan diferentes
métodos en distintos momentos para construir su conocimiento y sus ideas, pero tienen una percepción
común acerca de lo que los hacen científicamente válidos.

1. 4. La ciencia es una aventura emocionante que plantea desafíos e implica una gran dosis de creatividad e
imaginación, así como rigor y detalle tanto en el pensamiento como en las aplicaciones prácticas. Además,
los científicos deben estar preparados para encontrarse con descubrimientos sorprendentes,
accidentales y no planificados. La historia de las ciencias muestra que esto sucede a menudo.
1. 5. Muchos descubrimientos científicos han implicado destellos de intuición y una buena cantidad de ellos
han procedido de especulaciones o simple curiosidad acerca de determinados fenómenos.
1. 6. Los científicos emplean una terminología compartida y un proceso de razonamiento común que implica el
uso de la lógica deductiva e inductiva mediante analogías y generalizaciones. Comparten las matemáticas,
la lengua de la ciencia, como un instrumento eficaz. De hecho, algunas explicaciones científicas existen
solo en forma matemática.
1. 7. Los científicos deben adoptar una actitud escéptica ante las afirmaciones que se realizan. Esto no significa
que no crean nada, sino que no emiten un juicio hasta que tienen una buena razón para creer que una
afirmación es verdadera o falsa. Dichas razones se basan en pruebas y argumentos.
1. 8. La importancia de las pruebas es una comprensión común fundamental. Las pruebas pueden obtenerse
mediante observación o experimentación por medio de los sentidos humanos, principalmente el de la
vista; pero gran parte de las ciencias modernas emplean instrumentos y sensores que pueden recabar
información a distancia y automáticamente en áreas que son demasiado pequeñas, que están demasiado
alejadas, o que se encuentran más allá de la capacidad de percepción de los sentidos humanos. Con
frecuencia, las nuevas tecnologías y las mejoras en los instrumentos han sido impulsoras de nuevos
descubrimientos. Observaciones seguidas de análisis y deducciones dieron como resultado la teoría del
Big Bang acerca del origen del universo, así como la teoría de la evolución por selección natural. En estos
casos, no fue posible realizar experimentos controlados. Disciplinas como la geología y la astronomía se
basan en gran medida en recabar datos sobre el terreno, pero todas las disciplinas utilizan, en mayor o
menor medida, la observación para obtener pruebas. La experimentación en un entorno controlado,
generalmente en laboratorios, es la otra forma de obtener pruebas en forma de datos, y hay muchas
convenciones y líneas de pensamiento acerca de cómo recabar dichas pruebas.
1. 9. Las pruebas que se obtienen se utilizan para desarrollar teorías, hacer generalizaciones a partir de los datos
para formular leyes y proponer hipótesis. Dichas teorías e hipótesis se emplean para hacer predicciones
que puedan someterse a prueba. De este modo, las teorías pueden respaldarse o rechazarse y pueden
modificarse o sustituirse por nuevas teorías.
1. 10. Para explicar procesos que no se pueden observar, se desarrollan modelos (algunos sencillos, otros muy
complejos) basados en la comprensión teórica. Para elaborar predicciones que puedan someterse a
prueba se utilizan modelos matemáticos realizados por computador. Esto puede ser especialmente útil
cuando no es posible realizar experimentos. Los experimentos o los datos obtenidos a partir de
observaciones pueden demostrar que un modelo no es adecuado; en estos casos pueden modificarse o
sustituirse por nuevos modelos.
1. 11. Los resultados de los experimentos, los conocimientos obtenidos mediante los modelos y las
observaciones del mundo natural pueden utilizarse para proporcionar más pruebas con respecto a una
afirmación.
1. 12. El aumento de la capacidad de la informática ha hecho que el uso de modelos sea mucho más potente y
eficaz. Los modelos, normalmente matemáticos, se utilizan en la actualidad para lograr nuevas
comprensiones cuando no es posible realizar experimentos (y a veces cuando sí es posible). El desarrollo
de modelos dinámicos de situaciones complejas que implican grandes cantidades de datos, numerosas
variables, y cálculos largos y complejos solo es posible gracias al aumento de la potencia de los
computadores. Por ejemplo, el uso de modelos del clima de la Tierra permite predecir futuras condiciones
climáticas, o hacer una variedad de previsiones acerca de estas. En este campo se han desarrollado
distintos modelos y los resultados obtenidos a partir de estos se han comparado para comprobar cuáles
modelos son más exactos. Para poner a prueba los modelos, a veces se pueden emplear datos del pasado
y utilizarlos para ver si son capaces de predecir la situación actual. Si un modelo supera este tipo de
prueba, aumenta la confianza que se tiene en su precisión.

1. 13. Tanto las ideas como los procesos de la ciencia solo pueden ocurrir en un contexto humano. La ciencia es
llevada a la práctica por una comunidad de personas de una amplia variedad de trayectorias, procedencias
y tradiciones, y esto ha influido claramente en el modo en que la ciencia se ha llevado a cabo en diferentes
momentos. Sin embargo, es importante comprender que hacer ciencia implica participar en una
comunidad de indagación con determinados conceptos, metodologías, procesos y principios en común.
2. La comprensión de las ciencias
2.1. Teorías, leyes e hipótesis son conceptos que utilizan los científicos. Aunque dichos conceptos están
relacionados, no existe una progresión del uno al otro. Estos términos tienen un significado especial en
las ciencias, y es importante distinguirlos del uso que se les da en la vida diaria.
2. 2. Las teorías son modelos completos e integrados de cómo funciona el universo o partes de este. Las teorías
pueden incorporar datos y leyes, así como hipótesis comprobadas. A partir de las teorías se pueden
realizar predicciones y se pueden comprobar mediante experimentos u observaciones cuidadosas.
Algunos ejemplos son la teoría microbiana de la enfermedad y la teoría atómica.
2. 3. Por lo general, las teorías dan cabida a los supuestos y las premisas de otras teorías, con lo cual se crea
una comprensión coherente en toda una variedad de fenómenos y disciplinas. Sin embargo, a veces una
nueva teoría cambia radicalmente cómo se entienden o se formulan conceptos esenciales, lo cual afecta
a otras teorías y causa lo que a veces se denomina un “cambio de paradigma” en las ciencias. Uno de los
cambios de paradigma más conocidos sucedió con la teoría de la relatividad de Einstein, cuando nuestra
idea de tiempo cambió de un marco absoluto de referencia a un marco de referencia dependiente del
observador. La teoría de la evolución por selección natural, de Darwin, también cambió nuestra
comprensión de la vida en la Tierra.
2. 4. Las leyes son enunciados descriptivos y normativos que se derivan de observar patrones regulares de
conducta. En general tienen forma matemática y se pueden utilizar para calcular resultados y hacer
predicciones. Como las teorías y las hipótesis, las leyes no se pueden demostrar. Las leyes científicas
pueden tener excepciones, y pueden modificarse o rechazarse a partir de nuevas pruebas. Las leyes no
necesariamente explican un fenómeno. Por ejemplo, la ley de gravitación universal de Newton nos dice
que la fuerza entre dos masas es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y
nos permite calcular la fuerza entre masas sea cual sea la distancia entre ellas, pero no explica por qué
las masas se atraen entre sí. Además, se debe tener en cuenta que el término “ley” se ha utilizado de
diferentes maneras en la ciencia, y que si una idea en particular se denomina ley puede ser en parte a
causa de la disciplina y del período histórico en los que se desarrolló.
2. 5. A veces los científicos formulan hipótesis, que son enunciados explicativos acerca del mundo que pueden
ser verdaderos o falsos, y que a menudo sugieren una relación causal o una correlación entre factores. La
validez de las hipótesis puede comprobarse mediante experimentos y observaciones del mundo natural,
y pueden apoyarse o rechazarse.
2. 6. Para ser científica, una idea (por ejemplo, una teoría o una hipótesis) debe centrarse en el mundo natural,
y las explicaciones naturales deben poder someterse a prueba. Los científicos procuran desarrollar
hipótesis y teorías que sean compatibles con principios aceptados y que simplifiquen y unifiquen ideas
existentes.
2. 7. El principio de la navaja de Occam se utiliza como guía para desarrollar una teoría. La teoría debe ser lo
más sencilla posible y al mismo tiempo tener la máxima capacidad de explicación.
2. 8. Las ideas de correlación y causa son muy importantes en la ciencia. Una correlación es una asociación o
vínculo estadístico entre una variable y otra. Las correlaciones pueden ser positivas o negativas, y se
puede calcular un coeficiente de correlación que tenga un valor entre +1, 0 y -1. Una fuerte correlación
(positiva o negativa) entre un factor y otro indica algún tipo de relación causal entre los dos factores

pero normalmente hace falta obtener más pruebas para que los científicos acepten la idea de una relación
causal. Para establecer una relación causal (es decir, que un factor causa otro), los científicos deben tener
un mecanismo científico verosímil que vincule los factores. De esta manera se refuerza el argumento de
que uno causa el otro, por ejemplo: fumar y el cáncer de pulmón. Este mecanismo puede someterse a
prueba en experimentos.
2. 9. La situación ideal es investigar la relación entre un factor y otro mientras se controlan los factores restantes
en un entorno experimental. Sin embargo, a menudo esto es imposible y los científicos, especialmente
en biología y medicina, utilizan muestras, estudios de cohorte y estudios de casos y controles para
reforzar su comprensión de la causalidad cuando no es posible realizar experimentos (como estudios a
doble ciego y ensayos clínicos). En el terreno de la medicina, la epidemiología implica el análisis estadístico
de datos para descubrir posibles correlaciones cuando no hay disponible mucho conocimiento científico
establecido, o cuando es demasiado difícil controlar las circunstancias en su totalidad. En este caso, como
en otros campos, el análisis matemático de probabilidades también desempeña un papel.
3. La objetividad de las ciencias
3.1. Los datos son fundamentales para los científicos, y pueden ser cualitativos o cuantitativos. Los datos
pueden obtenerse a partir de observaciones o a partir de experimentos específicamente diseñados,
mediante el uso de sensores electrónicos a distancia o mediante la toma de mediciones directas. Los
mejores datos para realizar descripciones y predicciones exactas y precisas son a menudo cuantitativos y
se prestan al análisis matemático. Los científicos analizan datos y buscan patrones, tendencias y
discrepancias para intentar descubrir relaciones y establecer relaciones causales. Esto no siempre es
posible: identificar y clasificar observaciones y objetos (p. ej., tipos de galaxias o fósiles) sigue siendo un
aspecto importante del trabajo científico.
3. 2. Tomar varias mediciones y realizar una gran cantidad de lecturas puede mejorar la fiabilidad de la
obtención de datos. Los datos pueden presentarse en varios formatos, como gráficos lineales y
logarítmicos que se pueden analizar para, por ejemplo, averiguar la proporción directa o inversa, o para
hallar relaciones de potencia.
3. 3. Los científicos deben ser conscientes de errores aleatorios y de errores sistemáticos, y utilizar técnicas
como las barras de error y líneas de mejor ajuste en los gráficos para mostrar los datos de la forma más
realista y precisa posible. Es necesario considerar si deben descartarse o no los valores atípicos de los
puntos de datos.
3. 4. Los científicos deben comprender la diferencia entre errores e incertidumbres, exactitud y precisión;
asimismo, deben comprender y utilizar las ideas matemáticas de media, promedio, mediana, moda, etc.
A menudo se utilizan métodos estadísticos como la desviación típica y pruebas de chi-cuadrado. Es
importante ser capaz de evaluar el nivel de precisión de un resultado. Una parte clave de la capacitación
y la pericia de los científicos consiste en ser capaces de decidir qué técnica es adecuada en diferentes
circunstancias.
3. 5. También es muy importante que los científicos sean conscientes de los sesgos cognitivos que pueden
afectar al diseño y a la interpretación de experimentos. El sesgo de confirmación, por ejemplo, es un sesgo
cognitivo bien documentado que nos incita a rechazar datos que son inesperados o que no se adaptan a
nuestros deseos o expectativas, así como a aceptar datos que concuerdan con dichos deseos o
expectativas. Los procesos y las metodologías de la ciencia están en gran medida diseñados para tener en
cuenta estos sesgos. Sin embargo, siempre se debe procurar evitarlos.
3. 6. Aunque los científicos nunca pueden tener la certeza de que un resultado o un hallazgo sea correcto,
sabemos que algunos resultados científicos se acercan mucho a la certidumbre. Al hablar de resultados,
a menudo los científicos hablan de “niveles de confianza”. El descubrimiento de la existencia de un bosón
de Higgs es un ejemplo de “nivel de confianza”. Puede que esta partícula nunca se pueda observar de
manera directa, pero para establecer su “existencia”, los físicos de partículas tuvieron que regirse por la

definición autoimpuesta de qué puede considerarse un descubrimiento: el “nivel de certeza” 5-sigma, o
aproximadamente una probabilidad del 0,00003% de que el efecto no sea real sobre la base de pruebas
experimentales.
3. 7. En las últimas décadas, el desarrollo de la potencia de los computadores, de la tecnología de sensores y de
las redes han permitido a los científicos recabar grandes cantidades de datos. Continuamente se
descargan caudales de datos procedentes de diversas fuentes, como satélites de teledetección y sondas
espaciales, y se generan grandes cantidades de datos en máquinas de secuenciación de genes. Los
experimentos que se realizan en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN producen con regularidad
23 petabytes de datos (lo cual equivale a 13,3 años de contenido de televisión de alta definición) por
segundo.
3. 8. La investigación implica analizar grandes cantidades de estos datos, que están almacenados en bases de
datos, para buscar patrones y sucesos extraordinarios. Esto debe realizarse mediante el uso de software
que generalmente desarrollan los científicos implicados. Puede que los datos y el software no se
publiquen con los resultados científicos, pero se puede poner a disposición de otros investigadores.
4. La faceta humana de la ciencia
4.1. La ciencia es una actividad colaborativa, y la comunidad científica se compone de personas que trabajan
en la ciencia, la ingeniería y la tecnología. Es habitual trabajar en equipos multidisciplinarios de tal modo
que distintas áreas de conocimiento y especialización puedan contribuir a un objetivo común que va más
allá de un único campo científico. También se da el caso de que la forma de enfocar un problema dentro
del paradigma de una disciplina puede limitar posibles soluciones, por lo cual puede ser muy útil enfocar
los problemas mediante el uso de varias perspectivas en las que sean posibles nuevas soluciones.
4. 2. Este tipo de trabajo en equipo se da bajo la concepción común de que la ciencia deben ser de mentalidad
abierta e independiente de religiones, culturas, políticas, nacionalidades, edades y sexos. La ciencia
implican el libre intercambio de información e ideas a nivel mundial. Como seres humanos, los científicos
pueden tener sus sesgos y prejuicios, pero las instituciones, las prácticas y las metodologías de la ciencia
contribuyen a que la actividad científica en su conjunto sea ecuánime.
4.3. Además de colaborar en el intercambio de resultados, los científicos trabajan diariamente en equipo tanto
a pequeña como a gran escala. Dicho trabajo conjunto es tanto intradisciplinario como interdisciplinario
y es frecuente que se dé entre distintos laboratorios, organizaciones y países. Las comunicaciones
virtuales facilitan aún más esta colaboración. Algunos ejemplos de colaboración a gran escala son:
– El Proyecto Manhattan, cuyo objetivo fue construir y probar una bomba atómica. Con el
tiempo, en dicho proyecto participaron más de 130.000 personas, que dio como resultado la
creación de varios centros de producción e investigación que operaban en secreto y que culminó
con el lanzamiento de dos bombas atómicas en Hiroshima y Nagasaki.
– El Proyecto Genoma Humano, que fue un proyecto de investigación internacional cuyo
objetivo fue determinar el mapa del genoma humano. Este proyecto, en el que se invirtieron
aproximadamente 3.000 millones de dólares estadounidenses, comenzó en 1990 y produjo una
versión preliminar del genoma humano en el año 2000. La secuencia del ADN está almacenada en
bases de datos disponibles libremente en Internet.
– El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en
inglés), organizado bajo el auspicio de las Naciones Unidas, está compuesto oficialmente por 2.500
científicos que producen informes en los que se resume el trabajo de muchos más científicos de
todo el mundo.
– La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en francés), una
organización internacional fundada en 1954, es el laboratorio de física de partículas más grande del
mundo. El laboratorio, situado en Ginebra, cuenta con aproximadamente 2.400 empleados y

comparte resultados con 10.000 científicos e ingenieros de más de 100 nacionalidades y de más de
600 universidades y centros de investigación.
Todos estos ejemplos son controvertidos en cierta medida y han generado reacciones contrapuestas
tanto entre los científicos como entre la población en general.
4.4. Los científicos emplean una considerable cantidad de tiempo leyendo los resultados publicados de otros
científicos. Estos publican sus propios resultados en revistas científicas después de pasar por un proceso
denominado “revisión por pares” (peer review). En este proceso varios científicos revisan de manera
anónima e independiente el trabajo de un científico o, lo que es más habitual, de un equipo de científicos.
Los revisores trabajan en el mismo campo que los autores y deciden si las metodologías de investigación
son apropiadas y si el trabajo representa una nueva contribución al conocimiento en ese campo. Los
científicos también acuden a conferencias para hacer presentaciones y mostrar pósteres de su trabajo. La
publicación en Internet de revistas científicas con artículos revisados por pares ha aumentado la eficacia
con la que se puede buscar y acceder a la literatura científica. Hay una gran cantidad de organizaciones
nacionales e internacionales de científicos que trabajan en áreas especializadas dentro de determinadas
disciplinas.
4.5. A menudo los científicos trabajan en áreas, o llegan a conclusiones, que tienen importantes implicaciones
éticas y políticas. Algunas de dichas áreas son la clonación, la manipulación genética de alimentos y
organismos, las células madre y las tecnologías reproductivas, la energía nuclear, el desarrollo de armas
(nucleares, químicas y biológicas), el trasplante de tejidos y órganos, y áreas que implican realizar
experimentos con animales (véase la Política del IB sobre la experimentación con animales). También hay
cuestiones relacionadas con los derechos de propiedad intelectual y el libre intercambio de información
que pueden afectar significativamente a una sociedad. La actividad científica se lleva a cabo en
universidades, empresas comerciales, organizaciones gubernamentales, organismos de defensa y
organizaciones internacionales. Las cuestiones relacionadas con patentes y derechos de propiedad
intelectual surgen cuando el trabajo se realiza en un entorno protegido.
4.6. La integridad y la presentación fiel de los datos son fundamentales en las ciencias: los resultados no se
deben arreglar, manipular ni alterar. Para contribuir a asegurar la probidad académica y evitar los plagios,
se citan todas las fuentes y toda ayuda o apoyo recibidos. La revisión inter pares y el escrutinio y el
escepticismo de la comunidad científica también ayudan a alcanzar esas metas.
4.7. Las ciencias necesitan financiarse, y la fuente de la financiación es crucial para las decisiones acerca del
tipo de investigación que se va a realizar. La financiación por parte de gobiernos y fundaciones sin ánimo
de lucro a veces no tiene otro objetivo aparente que la investigación en sí, mientras que la financiación
por parte de empresas privadas a menudo se destina a investigaciones aplicadas destinadas a crear o
desarrollar un producto o una tecnología en particular. Muchas veces hay factores políticos y económicos
que determinan la naturaleza y la medida de la financiación. En numerosas ocasiones, los científicos
deben emplear tiempo en solicitar financiación para sus proyectos de investigación y exponer los
fundamentos de dichos proyectos.
4.8. La ciencia se han utilizado para resolver muchos problemas y mejorar la situación del ser humano, pero
también se ha usado de manera moralmente cuestionable y de formas que han causado problemas
accidentalmente. Los avances en saneamiento, suministro de agua limpia e higiene conllevaron un
significativo descenso en el índice de mortalidad lo que, sumado a la falta de reducciones compensatorias
en el índice de natalidad, trajo consigo grandes aumentos de población, con todos los problemas de
recursos y suministro de alimentos y energía que esto implica. Las discusiones sobre aspectos éticos, los
análisis de riesgos y beneficios, la evaluación de riesgos y el principio de precaución forman parte de la
manera científica de abordar el bien común.

5. Alfabetización científica y la percepción de la
ciencia por parte de la sociedad
5.1. Comprender la naturaleza de la ciencia resulta fundamental cuando la sociedad debe tomar decisiones que
implican hallazgos y problemas de índole científica. ¿Cómo juzga la población general? Tal vez no sea
posible realizar juicios partiendo de la base de la comprensión directa de la población general sobre una
ciencia, pero sí se pueden plantear preguntas importantes sobre si se siguen procesos científicos, y los
científicos son los encargados de responder dichas preguntas.
5. 2. Como expertos en sus respectivos campos, los científicos se encuentran en una buena posición para
explicar a la población sus problemas y sus hallazgos. Fuera de sus campos de especialización, es posible
que no estén más capacitados que cualquier otro ciudadano común para aconsejar sobre cuestiones
científicas, si bien su comprensión de los procesos científicos puede ayudarlos a tomar decisiones
personales y a informar a terceras personas acerca de si determinadas afirmaciones son creíbles desde
un punto de vista científico.
5. 3. Además de saber cómo trabajan y piensan los científicos, la alfabetización científica implica ser consciente
de los razonamientos incorrectos. Las personas (incluidos los científicos) son susceptibles a caer en sesgos
cognitivos o falacias de razonamiento, y esto debe corregirse siempre que sea posible. Algunos ejemplos
son el sesgo de confirmación, generalizaciones precipitadas, post hoc ergo propter hoc (causalidad falsa),
la falacia del hombre de paja, redefinición (cambiar las reglas del juego cuando ha comenzado la partida),
apelar a la tradición, falsa autoridad y la acumulación de anécdotas que se consideran pruebas.
5. 4. Cuando dichos sesgos y falacias no se corrigen o se controlan debidamente, o cuando los procesos y las
comprobaciones de las ciencias se pasan por alto o se aplican incorrectamente, el resultado son las
pseudociencias. Pseudociencia es el término que se aplica a aquellas creencias y prácticas que dicen ser
científicas pero que no cumplen o no siguen las normas de las metodologías científicas correctas. En otras
palabras, les faltan pruebas o un marco teórico, no siempre se pueden someter a comprobaciones y por
lo tanto son falsificables, se expresan de forma no rigurosa o poco clara y a menudo no cuentan con el
respaldo de pruebas científicas.
5. 5. Otra cuestión clave es el uso de una terminología pertinente. Las palabras que los científicos acuerdan
como términos científicos a menudo tienen un significado diferente en la vida cotidiana, y hay que tener
esto en cuenta en el discurso científico dirigido a la sociedad en general. Por ejemplo, en su uso cotidiano,
la palabra “teoría” significa “especulación”, pero en la ciencia una teoría aceptada es una idea científica
que ha generado predicciones a las que se han puesto a prueba de manera rigurosa. Para la población
general, “aerosol” es una lata con un dispositivo especial para pulverizar el líquido que contiene, pero en
las ciencias es un gas con partículas sólidas o líquidas en suspensión.
5. 6. Independientemente del terreno científico (ya sea en investigación pura, investigación aplicada, o en
trabajos de ingeniería para crear o desarrollar nuevas tecnologías) existen infinitas oportunidades para el
pensamiento creativo e imaginativo. Las ciencias han alcanzado una gran cantidad de logros, pero hay
muchísimas preguntas sin respuesta que esperan a los futuros científicos.
El diagrama de flujo que aparece a continuación muestra el proceso científico de la indagación en la
práctica. Puede acceder a la versión interactiva de este diagrama en la página “How science works: The
flowchart.” del sitio web Understanding Science. <http://undsci.berkeley.edu/article/
scienceflowchart>. University of California Museum of Paleontology. [Consulta: 1 de febrero de 2013].

Cómo funciona la ciencia
Como funciona la ciencia

La biología es el estudio de la vida. Los primeros organismos aparecieron en el planeta hace más de 3.000
millones de años; estos, mediante procesos de reproducción y selección natural, han dado origen a las
aproximadamente 8 millones de especies diferentes que existen actualmente. Si bien las estimaciones varían,
a lo largo de la evolución han podido originarse unas 4.000 millones de especies diferentes. La mayoría de
éstas prosperó durante un determinado período de tiempo, y se extinguieron posteriormente, conforme otras
especies nuevas y mejor adaptadas las iban reemplazando. Han existido al menos cinco períodos en los que se
extinguió un gran número de especies y los biólogos temen que otra extinción masiva está en marcha, esta vez
como resultado de las actividades humanas. Aún así, hay más especies vivas en la Tierra hoy que nunca antes.
Esta diversidad convierte a la biología en una fuente inagotable de fascinación y en un desafío considerable.
Los seres humanos sienten un interés genuino por la vida; no solo somos nosotros mismos organismos vivos,
sino que dependemos de muchas especies para nuestra propia supervivencia, nos vemos amenazados por otras
y coexistimos con muchas más. Como reflejan tanto las primeras pinturas rupestres, como los modernos
documentales sobre la vida silvestre, este interés es obvio y está omnipresente, dado que la biología sigue
fascinando tanto a jóvenes como a adultos de todo el mundo.
Si bien la palabra “biología” fue acuñada por el naturalista alemán Gottfried Reinhold en 1802, nuestra
comprensión de los organismos vivos no experimentó un gran avance hasta el advenimiento de las técnicas y
tecnologías desarrolladas en los siglos XVIII y XIX, y sobre todo tras inventarse el microscopio y desarrollarse la
noción de que es la selección natural el proceso rector de la evolución de la vida.
Los biólogos intentan comprender el mundo viviente en todos los niveles, empleando para ello muchos
enfoques diferentes e innumerables técnicas. En un extremo de la escala se encuentran la célula, su estructura
molecular y las complejas reacciones metabólicas que allí tienen lugar. En el otro extremo de la escala los
biólogos investigan las interacciones que regulan el funcionamiento de ecosistemas enteros.
Muchas áreas de investigación en biología suponen un gran desafío y aún quedan muchos descubrimientos por
hacer. La biología es aún una ciencia joven de la que se espera que experimente un gran progreso en el siglo
XXI. Este progreso resulta acuciante en un momento en el que la creciente población humana está ejerciendo
una presión aún mayor sobre las fuentes de alimento y sobre los hábitats de otras especies, amenazando al
mismo planeta en el que habitamos.
Enfoque de la enseñanza
La enseñanza de la biología se puede abordar de diversas maneras. Por su propia naturaleza, la biología se
presta a la aplicación de un método experimental y se espera que esto se refleje a lo largo del curso.
El orden que siguen los temas en el programa de estudios no es indicativo del orden en el que se deben impartir;
queda a la elección de cada profesor la ordenación que mejor se adapte a sus circunstancias.

Las ciencias y la dimensión internacional
La ciencia es una actividad internacional por naturaleza: el intercambio de información e ideas entre
distintos países ha sido fundamental para su progreso. Este intercambio no es un fenómeno nuevo, pero se ha
acelerado en los últimos tiempos con el desarrollo de las tecnologías de la información y las comunicaciones.
La idea de que la ciencia es un invento occidental es un mito: muchas de las bases de la ciencia moderna fueron
establecidas hace muchos siglos por las civilizaciones árabe, india y china, entre otras. Se alienta a los profesores
a que destaquen esta contribución al impartir diversos temas, por ejemplo, mediante sitios web que muestren
la evolución cronológica de los avances científicos. El método científico en su sentido más amplio, con su énfasis
en la revisión por pares, la mentalidad abierta y la libertad de pensamiento, transciende la política, la religión,
el sexo y la nacionalidad. Cuando corresponde en algunos temas, las secciones detalladas del programa de
estudios de las guías del Grupo 4 contienen vínculos que ilustran los aspectos internacionales de la ciencia.
Actualmente existen numerosos organismos internacionales que fomentan la investigación científica.
Las Naciones Unidas cuentan con conocidos organismos, como la UNESCO, el PNUMA y la OMM, en los que la
ciencia desempeña una función prominente, pero existen, además de los mencionados, cientos de organismos
internacionales que representan a todas las ramas de la ciencia. La infraestructura necesaria para la
investigación a gran escala, como por ejemplo en los experimentos de física de partículas y el Proyecto Genoma
Humano, es costosa y su financiación solo es posible mediante inversiones conjuntas de muchos países.
Científicos de todo el mundo comparten los datos obtenidos en estas investigaciones. Se alienta a los
profesores y a los alumnos del Grupo 4 a que accedan a los amplios sitios web y bases de datos de estos
organismos científicos internacionales para que aprecien mejor la dimensión internacional.
Cada vez se reconoce más que numerosos problemas científicos son de naturaleza internacional, lo
que ha impulsado la adopción de una perspectiva global en muchos ámbitos de investigación. Un ejemplo
destacado son los informes del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático. En el terreno
práctico, el proyecto del Grupo 4 (que deben realizar todos los alumnos de Ciencias) se asemeja al trabajo
realizado por científicos profesionales, al fomentar la colaboración entre colegios de regiones diferentes.
El conocimiento científico tiene una capacidad sin parangón para transformar las sociedades. Puede
proporcionar grandes ventajas a la humanidad o reforzar las desigualdades y producir daños a las personas y al
medio ambiente. En consonancia con la declaración de principios del IB, los alumnos que cursan las asignaturas
del Grupo 4 deben ser conscientes de la responsabilidad moral que tienen los científicos de garantizar el acceso
a los conocimientos y datos científicos de forma equitativa para todos los países y de que estos dispongan de
los recursos para utilizar esta información en pos del desarrollo de sociedades sustentables.
Para ello, se pueden utilizar los recursos que se encuentran en el sitio Compromiso global
(http://globalengage.ibo.org/).
Por otro lado, la indagación científica es fundamental para el proceso de enseñanza y aprendizaje de
las ciencias. Capacita a los alumnos para desarrollar una manera de pensar y un conjunto de habilidades y
procesos que les permite adquirir y utilizar conocimientos, y los dota de las habilidades necesarias para
abordar con confianza los distintos componentes de la evaluación de las asignaturas. Las asignaturas de Ciencias
aspiran a contribuir al desarrollo de los alumnos como miembros de la comunidad de aprendizaje del siglo XXI.
Un programa de ciencias con un enfoque holístico permite a los alumnos desarrollar y utilizar una combinación
de habilidades cognitivas, destrezas sociales, motivación personal, conocimiento conceptual y competencias
de resolución de problemas dentro de un entorno de aprendizaje basado en la indagación (Rhoton 2010). El
objetivo de la indagación es servir de apoyo a la comprensión de los alumnos proporcionándoles oportunidades
de explorar de manera independiente y colaborativa cuestiones pertinentes mediante la investigación y la
experimentación. Esto forma una firme base de comprensión científica con profundas raíces conceptuales para
los estudiantes.

Ciencias y Teoría del Conocimiento
El estudio de las Teorías del Conocimiento (TdC), anima a los alumnos a reflexionar sobre la naturaleza
del conocimiento y la manera en la que conocemos lo que afirmamos saber. Podemos identificar ocho formas
de conocimiento: lenguaje, percepción sensorial, emoción, razón, imaginación, fe, intuición y memoria. Los
alumnos pueden explorar estos medios de producir conocimiento dentro del contexto de varias áreas de
conocimiento: las ciencias naturales, las ciencias humanas, las artes, la ética, la historia, las matemáticas, etc.
De esta manera, los estudiantes pueden comparar las distintas áreas de conocimiento y reflexionar sobre cómo
se alcanza el conocimiento en las distintas disciplinas, qué tienen en común las disciplinas, y las diferencias
entre estas.
En la actualidad está ampliamente aceptado que no existe un único método científico, en el sentido
estricto definido por Popper, sino que las ciencias emplean una variedad de enfoques para encontrar
explicaciones sobre el funcionamiento de la naturaleza. Las distintas disciplinas científicas tienen en común el
uso del razonamiento inductivo y deductivo, la importancia de las pruebas o evidencias, etc. Se anima a los
alumnos a comparar y contrastar estos métodos con los métodos que se encuentran en, por ejemplo, las artes
o la historia.
Para que los estudiantes tengan entonces, amplias oportunidades de establecer vínculos entre las
asignaturas de Ciencias y TdC, los docentes debemos ayudar a establecer dichos vínculos con TdC, llamando su
atención hacia preguntas de conocimiento que surjan del contenido de la asignatura. Las preguntas de
conocimiento son preguntas abiertas y a continuación se dan algunos ejemplos:
• ¿Cómo se distingue la ciencia de la pseudociencia?
• Al realizar experimentos, ¿qué relación hay entre las expectativas del científico y su percepción?
• ¿Cómo progresa el conocimiento científico?
• ¿Qué papel desempeñan la imaginación y la intuición en las ciencias?
• ¿Cuáles son las semejanzas y diferencias en los métodos de las ciencias naturales y las ciencias humanas?

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